摘要：在智能化、自動(dòng)化、信息化的環(huán)境背景下，設計一種低壓電力客戶(hù)遠程集中自動(dòng)抄表系統，取代了人工抄表的復雜，提高了抄表的準確率，防止了錯抄與漏抄的可能。在集中器中加入電子式單項載波信號，對用戶(hù)的用電情況進(jìn)行統計，從而遠程集中自動(dòng)抄表的功能。

關(guān)鍵詞：智能環(huán)境；低壓電力；遠程集中；自動(dòng)抄表

1擴頻通信技術(shù)

擴頻通信技術(shù)傳輸信號的帶寬比本身的帶寬更大，信息容量公式為：C=W×Log 2(1+S/N)，C表示信道容量，提高信道容量有兩種方法，加大帶寬或者提高信噪比，信噪比是指公式中的S/N。當信道達到一定容量后，增加信號的帶寬會(huì )降低信噪比，當加到一定數值之后信噪比也會(huì )逐漸降低。擴頻通信技術(shù)的主要思想就是將寬帶傳輸技術(shù)與信噪比進(jìn)行置換，擴頻通信技術(shù)中，包含了直接序列擴頻通信、碼分多址直序擴頻通信，在低壓電力客戶(hù)遠程集中超標系統設計中，使用的就是直接序列羅占頻譜通信，如發(fā)射系統流程如圖1所示。

圖1發(fā)射系統與接收系統

2集中自動(dòng)抄表總體設計

圖2電子線(xiàn)載波集抄系統結構圖

一個(gè)完整的通訊監測系統需要借助電力線(xiàn)載波技術(shù)通信完成，實(shí)現遠程集中抄表，用戶(hù)終端中有普通電子式電能表、脈沖表，可以對用戶(hù)的用電數據進(jìn)行采集，利用電力線(xiàn)載波通訊的方式將數據傳導集中器中，在本研究中，遠程控制集中抄表系統是以電子式載波表作為載體，實(shí)現的集中抄表系統，在智能化的發(fā)展背景下，傳統的人工抄表形式已經(jīng)被*取代。圖2集中器的位置位于配電變壓器的附近，需要采集所有客戶(hù)的用電數據并進(jìn)行儲存，集中器需要對主站的要求進(jìn)行執行，轉發(fā)主站發(fā)給用戶(hù)的命令，對380V配電變壓器附近所有客戶(hù)的電表進(jìn)行管理，集中器作為整個(gè)系統的靈魂，是用戶(hù)與主站進(jìn)行溝通的紐帶，每一個(gè)變壓器中都需要配置一個(gè)集中器才能夠完成基本的功能。

3電子式載波表的設計原理

載波表的組成原理如圖3所示。通過(guò)電壓及電流采樣電路對客戶(hù)的用電情況進(jìn)行取樣，得到客戶(hù)的電流樣值；電能計量模塊是計算用戶(hù)的用電量，并將用電量轉換成脈沖，微處理器對脈沖進(jìn)行存儲后再反饋給顯示電路；電力線(xiàn)載波電路將微處理器中的用戶(hù)用電量進(jìn)行信號擴展，通過(guò)電力線(xiàn)饋送到低壓電力線(xiàn)中，然后再傳輸到集中器；電力線(xiàn)耦合電主要是用來(lái)接收集中器的DPSK信號，并將DPSK信號轉換成二進(jìn)制信號，再將其發(fā)送到微處理器中進(jìn)行處理。在實(shí)現集中抄表的過(guò)程中，電能計量與載波通信是主要的兩大因素，在本研究中，電子式單項載波表有性能*的微處理器，采用了0.35um的混合CMOS制造工藝，內至高精度數字多功能電路，計量的進(jìn)度達到了1000:1的范圍。并且具有防竊電的功能，內置計量電路、頻率測量電路以及增強式微處理器等，都是遠程集中自動(dòng)抄表系統的特點(diǎn)。

圖3 載波表組成原理

4低壓電力客戶(hù)遠程集中自動(dòng)抄表管理平臺的設計

4.1抄表軟件功能模塊

對于集中器而言，主站抄表的一切活動(dòng)都要以集中器為中心，系統的運行實(shí)際上就是對集中器的運行，通過(guò)集中器實(shí)現數據的控制，當用戶(hù)的數據傳導數據庫中系統會(huì )對原始的數據進(jìn)行處理。如圖4所示。

4.2低壓電力客戶(hù)遠程集中自動(dòng)抄表功能

管理中心用于保存所有用戶(hù)的用電量數據，并進(jìn)行累積與費用的計算，管理中心不僅能夠對用戶(hù)的用電數據進(jìn)行抄表與管理，還可以對用戶(hù)的電表運行狀態(tài)進(jìn)行監控，以保證系統的正常運行。關(guān)于用戶(hù)遠程集中自動(dòng)抄表的功能有：（1）設置：遠程集中自動(dòng)抄表功能可以對用戶(hù)的參數進(jìn)行集中設置，在集中器中進(jìn)行設置抄表的周期以及間隔的時(shí)間等，預防沒(méi)有權限的人員進(jìn)行操作；（2）遠程抄表：根據設置的抄表時(shí)間周期以及自動(dòng)抄收周期，對用戶(hù)的電能表數據進(jìn)行實(shí)施遠程監控；（3）校時(shí)：以主站時(shí)間為準逐級進(jìn)行，保證系統時(shí)間的準確性；（4）檢測：主站可以檢測設備以及電能表的運行狀態(tài)，如果出現系統異?？梢詴?huì )出現報警警告；（5）遠程控制用電：根據用戶(hù)實(shí)際的用電情況向主站發(fā)送命令，比如送電命令或斷電命令，通過(guò)遠程控制能夠切斷用戶(hù)的異常用電，同時(shí)也能起到遠程送電的功能；（6）數據存儲：可以對用戶(hù)終端的所有數據進(jìn)行處理，包括定時(shí)表底、凍結表底、歷史表底等數據，繪制用電的狀態(tài)并自動(dòng)生成報表；（7）數據安全：設置密碼使用系統管理，對系統設置禁止訪(fǎng)問(wèn)的權限，禁止一切沒(méi)有經(jīng)過(guò)的人員進(jìn)入系統；（8）自動(dòng)診斷：系統可以及時(shí)反饋出系統故障、用電量異常的行為；（9）與營(yíng)銷(xiāo)系統對接：與電力公司的系統進(jìn)行互聯(lián)，將用戶(hù)所用的電量直接轉入到電力公司的營(yíng)銷(xiāo)系統中，代替了人工來(lái)回傳遞的方式，在不影響營(yíng)銷(xiāo)的情況下實(shí)現系統功能的對接能夠提高效率與經(jīng)濟效率。

圖4 抄表軟件功能模塊數數據流向

4.3低壓電網(wǎng)遠程集中抄表項目實(shí)例分析

某市城鎮與農村人口比例為2：3，在2010年之前，只有3座220kv變電站，在2015~2016年之間，市電業(yè)局投資了6億進(jìn)行電力建設，2016上半年，已有8座220kv變電站和20座110kv變電站，到了2016年年底，投資了一座500kv的變電站，截止到2018年底，共有10座220kv、25座110kv的變電站，同時(shí)對全市的城網(wǎng)進(jìn)行了改造，累積7.8億對農村進(jìn)行了大范圍農網(wǎng)改造，讓農民的用電得到了一定的改善。根據該市低壓電網(wǎng)的特點(diǎn)以及發(fā)展現狀進(jìn)行分析，遠程集中抄表項目集中采用電子式電能表。

項目簡(jiǎn)稱(chēng)之后要進(jìn)行投運使用，對該地區的實(shí)際運行情況進(jìn)行檢測，結果如表1所示。

表1遠程集中抄表項目投運前后數據對比

從表1結果進(jìn)行分析，停電時(shí)間、停電次數與電費回收率在投入遠程集中抄表項目后都得到有效的降低。傳統抄表每人要抄表1500戶(hù)/月，每月費用按4000元算，按照48000戶(hù)的用電戶(hù)數，占用的人力與財力都非常大；投入遠程集中抄表項目的資金約為180萬(wàn)元，供電企業(yè)大概投入80萬(wàn)元的安裝與調試費用即可，使用專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人員對系統進(jìn)行管理與控制，大概8~10人即可。運行低壓電網(wǎng)遠程集中抄表項目以來(lái)，供電企業(yè)增加電量是沒(méi)有投入運營(yíng)的百分之20，投入前的停電時(shí)間為210mins，投入項目后平均停電時(shí)間約為3.52mins，經(jīng)營(yíng)成本降低了將近60萬(wàn)元，并且會(huì )逐漸降低。用戶(hù)能夠享受到高質(zhì)量的電能，企業(yè)能夠收獲明顯的經(jīng)濟效益，可見(jiàn)遠程集中抄表項目是一項非常有意義的項目。

5安科瑞遠程集中自動(dòng)抄表系統的介紹及應用

5.1系統簡(jiǎn)介

系統為B/S架構，主要包括前端管理網(wǎng)站和后臺集抄服務(wù)，配合公司的預付費電表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用戶(hù)計量箱ADF300L系列，實(shí)現電能計量和電費管理等功能。

5.2系統功能

AcrelCloud-3200預付費水電云平臺由云平臺-網(wǎng)關(guān)-預付費電能表組成，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )完成系統到表的充值、查詢(xún)、監控、控制及短信報警等功能。
??本系統適用于一些大集團和大物業(yè)，往往需要將多個(gè)物業(yè)環(huán)境、分散于各地的物業(yè)集中式收費和管理，面臨著(zhù)數據公網(wǎng)傳輸，財務(wù)操作分散，在線(xiàn)支付，總部財務(wù)扎口等復雜的需求。

遠程集中抄表：抄表信息通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)上傳到云平臺，快速便捷，免去人工抄表。

遠程售電:財務(wù)集中管理，電量實(shí)時(shí)下發(fā)，并比對充值次數防止，方便快捷。

能耗分析:用戶(hù)和管理員都可查詢(xún)預付費表或管控表每天的用能狀況；可提供能耗分析+財務(wù)軌跡一體式綜合管理報表，包含用戶(hù)表的能耗、財務(wù)數據、能耗和財務(wù)的期初期末值等數據。

在線(xiàn)支付:商戶(hù)可以通過(guò)小程序或者微信公眾號實(shí)現在線(xiàn)自助充值水電費，也可以實(shí)時(shí)關(guān)注商鋪用水用況。

短信提醒:金額不足或金額欠費提醒、電表充值到賬提醒，都可及時(shí)短信通知商戶(hù)。

遠程控制:可對任意一塊電表執行遠程拉閘或保電等一系列遠程控制操作，方便管理。

5.3設備選型

6結束語(yǔ)

文章對低壓電力客戶(hù)遠程集中自動(dòng)抄表功能以及設計框架進(jìn)行了分析與討論，并通過(guò)實(shí)例分析了投入遠程集中自動(dòng)抄表項目的經(jīng)濟效益。選擇電力載波的方式作為電能采集器與集中器之間的連接橋梁，構建了遠程集中抄表系統的結構圖，降低了低壓電網(wǎng)的干擾特性，收獲了經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1] 蔡曉玲.低壓集抄系統的現狀與管理分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2012(2):114-115.

[2] 鄭東升.智能化環(huán)境下低壓電力客戶(hù)遠程集中自動(dòng)抄表功能實(shí)現[J].

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版.